絞車電控系統(tǒng)礦井提升機電控 煤礦提升機電控系統(tǒng) 生產廠家
上海躍爾自動化科技有限公司
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地址：上海奉賢區(qū)西渡鎮(zhèn)西閘公路1373號1．裝置使用環(huán)境
提升機電控裝置符合GB3797，使用條件為：
l室內工作，周圍無過量塵埃及酸、鹽腐蝕及爆炸性氣體
l環(huán)境溫度不高于+40℃，不低于0℃
l運輸和存儲溫度不高于+60℃，不低于-30℃
l在環(huán)境溫度為+40 ℃時，相對濕度不大于50%，20℃以下時為90%
l海拔高度不大于1000m，超過1000m時，降容使用
l安裝地基處震動頻率為10――150Hz時，最大震動加速度不超過0.5g
l電網(wǎng)條件：正弦波50Hz，允許電壓幅值波動±10%，頻率波動為±2%，各相對稱。
2、電樞回路方案
2.1 電樞可逆方案
2.1.1 6脈動電樞可逆電路
如圖1所示，6脈動電樞可逆電路由三相全控反并聯(lián)整流橋電路構成，整流變壓器聯(lián)接組別為Dy5，該方案應用于提升電動機容量較小的電控系
統(tǒng)。
圖1 6脈動電樞可逆方案
2.1.2 并聯(lián)12脈動電樞可逆電路
如圖2所示，由兩組相位相差30°電角度的6脈動電樞可逆電路并聯(lián)組成12脈動電樞可逆電路，整流變壓器可為兩臺雙繞組變壓器，聯(lián)結組別分別是Dd0和Dy5。也可以是一臺三繞組（雙副繞組）變壓器，其組別為Dd0-Dy5。
圖2 并聯(lián)12脈動電樞可逆方案
因為整流變壓器的副繞組之間相位差30°電角度，兩組整流電壓的瞬時值不相等，所以加入兩臺電抗器，以便兩臺變流裝置得以均流。
2.1.3 串聯(lián)12脈動電樞可逆電路
如圖3所示，由兩組相位相差30°電角度的6脈動電樞可逆電路串聯(lián)組成12脈動電樞可逆電路，整流變壓器可為兩臺雙繞組變壓器，聯(lián)結組別分別是Dd0和Dy5，也可以是一臺三繞組（雙副繞組）變壓器，其組別為Dd0-Dy5。
串聯(lián)12脈動方案可用于需要滿載半速運行的場合，當任一個串聯(lián)回路的某一部分故障時，可切除故障回路，變作6脈動運行，這就是說此時只有1/2額定速度。但在滿載半速運行的場合，其整流變壓器須為兩臺雙繞組變壓器，以便切除故障回路。
圖3 串聯(lián)12脈動電樞可逆方案
2.2 磁場可逆
一般說，只有在大功率場合才選用磁場可逆方案。磁場可逆時電樞回路采用并聯(lián)12脈動方案，或串聯(lián)12脈動方案，其接線方式與電樞可逆方案相同，但整流柜為不可逆晶閘管整流柜。而磁場回路采用邏輯無環(huán)流可逆電路。
2.2.1并聯(lián)12脈動磁場可逆
電路圖如圖4所示，可實現(xiàn)半載全速運行。
圖4 并聯(lián)12脈動磁場可逆方案
2.2.2串聯(lián)12脈動磁場可逆
電路圖如圖5所示，可滿載半速運行。
圖5 串聯(lián)12脈動磁場可逆方案
3、磁場回路方案
磁場回路采用6脈動晶閘管供電，對電樞可逆系統(tǒng)而言，磁場回路為不可逆恒流控制；對磁場可逆系統(tǒng)而言，磁場回路為直接反并聯(lián)、邏輯無環(huán)流控制，并根據(jù)電機勵磁繞組參數(shù)，確定強勵5倍時的勵磁電壓值。
磁場回路額定電流等級如下：（單位：A）
30-60-90-125-200-280-400- 600-850
電壓等級：交流輸入電壓 400V
4、全數(shù)字調節(jié)系統(tǒng)
根據(jù)電樞回路的類別，確定全數(shù)字調節(jié)系統(tǒng)方案，這里以并聯(lián)12脈動為例來說明全數(shù)字調節(jié)系統(tǒng)。如圖6所示：
速度調節(jié)器、電流調節(jié)器1、整流器1為主控；電流調節(jié)器2、整流器2作為從屬控制。速度調節(jié)器的輸出控制兩個電流調節(jié)器，若兩路電流反饋相等且對應于 時，可保證兩個整流回路的輸出電流各為 。控制信號的聯(lián)接可采取兩種不同方式，即電纜連接方式和標準接口串行通信方式。
全數(shù)字調節(jié)系統(tǒng)具有以下功能和特點：
l可調斜率的加減速度給定值設定
l起動防沖控制（“S”形曲線）
l速度閉環(huán)控制
l電樞電流閉環(huán)控制
l轉矩值設定（含最大值設定）
l復雜的工藝控制
l自優(yōu)化功能
l齊全的診斷與監(jiān)控功能
l非常完善的保護功能
5、控制、操作、保護及監(jiān)控系統(tǒng)
礦井提升機電控系統(tǒng)的安全監(jiān)視與保護環(huán)節(jié)中，采用雙線制是確保提升機系統(tǒng)安全可靠性的技術核心，其控制、操作、保護及監(jiān)控系統(tǒng)的中心環(huán)節(jié)是可編程控制器（PLC）。按典型的三級系統(tǒng)理念（工業(yè)控制計算機級、PLC級、調速控制及輔助級）來構造精良的網(wǎng)絡式提升機電控系統(tǒng)。
5.1 控制系統(tǒng)
l采集提升機系統(tǒng)的各種相關信號并進行必要的計算和處理，實現(xiàn)對提升機系統(tǒng)的相關控制，如與行程相關的系統(tǒng)控制、邏輯控制、提升工藝控制等。
l除必要的繼電控制部分外，根據(jù)需要可設單PLC系統(tǒng)，雙PLC系統(tǒng)、智能終端等。
主要功能：
l行程控制
l提升控制及中間閉鎖
l制動系統(tǒng)觸發(fā)回路控制
l井筒信號控制與聯(lián)鎖
l輔助系統(tǒng)的相關控制
l應急控制
l必要的冗余控制
5.2 操作回路
各種開車方式用操作臺上“開車方式選擇”開關來選擇
副井：半自動、手動
半自動：手動開車，自動停車
手動：手動開車，手動停車
檢查：手動
應急：手動
主井：自動、半自動、手動
自動：自動開車，自動停車
半自動：手動開車，自動停車
手動：手動開車，手動停車
檢查：手動
應急：手動
5.3 保護系統(tǒng)
各種保護環(huán)節(jié)覆蓋了提升機工藝要求，《煤礦安全規(guī)程》、《金屬、非金屬地下礦山安全規(guī)定》的要求以及電控系統(tǒng)本身特點所應有的要求。最終目標為根據(jù)故障的級別來報警提醒、轉化運行狀態(tài)或觸發(fā)安全回路進行相應地制動。
故障類別：
Ⅰ類故障：該類故障出現(xiàn)時立即觸發(fā)安全回路動作并進行安全制動。
Ⅱ類故障：該類故障出現(xiàn)時先進行電氣制動，停車后施加安全制動。
Ⅲ類故障：該類故障出現(xiàn)后允許提升機完成本周期運行，停車后施加工作制動，故障未解除不能開車。
Ⅳ類故障：該類故障出現(xiàn)時僅進行聲光提醒。
各類故障的主要內容如下：
Ⅰ類故障：
1）提升機運行過卷
2）高壓系統(tǒng)故障
3）控制、操作電源故障
4）制動油壓故障
5）錯向開車
6）超速
7）快開跳閘
8）電樞過壓
9）液壓油泵失電
10）司機臺急停操作
11）井口、井底急停操作
12）速度傳感器故障
13）過流
14）啟動電流超時
15）電動機失磁
16）變流器故障
17）調節(jié)器故障等等
Ⅱ類故障：
1）閘瓦磨損
2）閘彈簧疲勞
3）閘盤偏擺
4）機械式深度指示器故障
5）繩打滑等等
Ⅲ類故障：
1）各類停風
2）各類過溫（非超溫）
3）變流器橋的多并聯(lián)橋臂中有一快熔斷等等
Ⅳ類故障：
1）電動機軸承較熱
2）液壓站制動油位偏低
3）其它僅供警示的小故障等等
5.4 監(jiān)控系統(tǒng)
安全可靠性是礦井提升機電控系統(tǒng)最為本質的根本要求。它不僅要求提升機電控裝置本身質量可靠，很少發(fā)生故障；另一方面，一旦出現(xiàn)故障，應通過多樣化的監(jiān)控系統(tǒng)提供故障發(fā)生的原因及所在地，快速引導維護人員對系統(tǒng)恢復運行尤為重要。
5.4.1 工業(yè)控制計算機
以其可視性直觀提供提升機電控系統(tǒng)的相關信息，其主要畫面有：
1）提升系統(tǒng)工作狀況動、靜態(tài)顯示
2）電源監(jiān)視動、靜態(tài)顯示
3）傳動系統(tǒng)相關動、靜態(tài)顯示
4）制動系統(tǒng)相關動、靜態(tài)顯示
5）深度指示及位置信號動、靜態(tài)顯示
6）各類故障報警顯示
7）速度、電流、壓力動態(tài)曲線顯示
8）閘間隙顯示（傳感器由制動系統(tǒng)提供）
9）產量報表
10）用戶要求的相關顯示等
5.4.2 數(shù)字式提升機監(jiān)控器（Digitalhoist Monitor）
DHM110數(shù)字式行程監(jiān)控器以具有高速運算能力的PLC為核心，對提升機提升容器的行程進行全方位監(jiān)控。
主要功能：
l精確提供提升容器位置
l自動生成全程速度包絡線
l全程速度跟蹤、監(jiān)控
l全程加減速度監(jiān)控
l行程分辯率1cm
6. 電源系統(tǒng)
6.1 高壓供電系統(tǒng)
根據(jù)系統(tǒng)的總體方案來確定高壓供電系統(tǒng)的配置及相關技術數(shù)據(jù)，可成套各類高壓開關柜，并根據(jù)礦井提升系統(tǒng)的特點來設計其二次控制保護回路。
進線采用雙回路互為備用，電氣、機械閉鎖原則
6.2 輔助電源系統(tǒng)
雙回路備用，手動切換。
配置MYS系列過電壓保護器來消除低壓電網(wǎng)上的意外過電壓。
關鍵電源采用進口電源（如SIEMENS的DC24V電源）或具有五防功能（防震、防潮、防腐蝕、防霉菌、防鹽霧）的4NIC 軍品電源。
7. 電控系統(tǒng)的總體技術特點
1）全數(shù)字調節(jié)，PLC總線控制，上位工控機監(jiān)控；
2）PROFIBUS現(xiàn)場總線的應用，使系統(tǒng)簡單，安全、可靠；
3）技術先進，成本低，使用、維修方便；
4）通過Internet實現(xiàn)遠程診斷；
5）全數(shù)字控制技術在礦井提升電控系統(tǒng)中的應用，包括全數(shù)字直流調速，可編程控制器（PLC）控制，上位工控機監(jiān)控及Profibus-DP現(xiàn)場總線的成功應用，大大推進礦山自動化技術的發(fā)展。類似的項目已多套在現(xiàn)場投運，運行效果良好，有很大的經(jīng)濟效益和社會效益。
8. 電控系統(tǒng)結構圖
如下圖所示，提升機電控系統(tǒng)由電源系統(tǒng)、閉環(huán)調節(jié)系統(tǒng)、變流器、控制系統(tǒng)、操作回路、制動控制系統(tǒng)、保護系統(tǒng)、信號系統(tǒng)、人機界面及輔助系統(tǒng)構成。
10.供貨范圍
根據(jù)技術協(xié)議確定供貨范圍，一般情況下我公司供貨范圍含以下項目：
11.1 電樞整流柜
11.2 調節(jié)柜
11.3 磁場整流柜（可選）
11.4 低壓配電柜
11.5 PLC控制柜
11.6 監(jiān)視設備
11.7 繼電器控制柜
11.8 司機操作臺
11.9 6/12脈動切換柜（必需時）
11.1—11.9
11.10 高壓開關柜 11.11 電樞整流變壓器 11.12 勵磁整流變壓器 11.13 均流電抗器或濾波電抗器 11.14 快速開關 11.15 速度傳感器（必要時） 11.16 井筒開關（必要時） 11.17 其它用戶提出的設備，如井筒信號裝置、裝卸載設備、諧波補償裝置和高壓開關柜的直流電磁操作電源等。 11.定貨要求 l 用戶提出詳細技術要求，如速度圖、力圖、 l 控制方案、明確供貨范圍等等。 l 簽訂技術協(xié)議 l 簽訂供貨合同 12.服務 l 技術咨詢 l 培訓用戶 l 現(xiàn)場調試 l 技術服務 l 提供備件
